Einige Begriffe kurz erklärt - ArtJungle

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Einige Begriffe kurz erklärt

Auf dieser Seite möchte ich einige Begriffe erklären, die euch falls Ihr es in Angriff nehmen wollt, bei eurer Odysee durch die Fotografie - nicht nur auf dieser Website - oft um die Ohren fliegen werden. Ich gebe mir auch Mühe, jedes mal wenn einer der Begriffe hier auf einer Seite vorkommt, hierher zu verlinken. So habt Ihr diese Seite immer als Nachschlagewerk parat.
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Fokus
Bei der Aufnahme eines Fotos ist der Abstand von der Hauptebene des Objektivs zur parallel liegenden Ebene auf der sich das  Motiv befindet, entscheidend. Die Ebene, auf der sich das Motiv befindet, wird als Schärfeebene bezeichnet. Andersherum erklärt, lässt sich der Fokus der Kamera auf einen bestimmten Abstand einstellen. Alle Objekte die sich nun in diesem Abstand von der Hauptebene des Kameraobjeketivs befinden, werden scharf abgebildet und liegen auf einer Ebene, die man als Schärfeebene bezeichnet. Die Schärfe aller Objekte, die sich näher an oder weiter entfernt von der Kamera befinden nimmt mit zuhehmendem Abstand von der Schärfeebene ab. Dieses Scharfstellen eines bestimmten Objektes nennt man Fokussierung.
Abb. 1 - Fokus - © Robert Diawara
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Brennweite
Um die Brennweite zu vestehen ist es erst notwendig, zu wissen, was der Brennpunkt ist. An einer Konvexlinse werden parallel eintreffende Lichtstrahlen so gebrochen, daß sie sich alle auf einen gemeinsamen Punkt zu bewegen in dem sie sich sammeln (daher auch der Name Sammellinse).Dieser Punkt wird Brennpunkt genannt. Den Abstand dieses Punktes zur Hauptebene der Linse bezeichnet man als Brennweite (siehe Abb. 1).
Bei einer Konkavlinse - auch Streulinse genannt - werden die Lichtstrahlen gestreut. Deren Verlauf verlängert man rückwärts bis zu einem Punkt, dem sie entspringen (siehe Abb 2). Dies ist der Brennpunkt der Konkavlinse und analog zur Konvexlinse ist der Abstand zwischen diesem Punkt und der Hauptebene der Linse.
Übertragen auf Kameraobjektive, bedeutet das; Dass die Brennweite der Abstand zwischen der Bildebene, auf der sich der Sensor (früher der zu belichtende Film) und der Brennpunkt befinden, und der Hauptebene des Kameraobjektivs ist.
Brennweite Konvexlinse
Abb. 2 - Konvexlinse
Brennweite Konmavlinse
Abb. 3 - Konkavlinse
Von der Brennweite hängen sowohl die Größe ab, in der das Motiv auf der Bildebene (Sensor oder zu belichtender Film) abgebildet wird, als auch der Sichtwinkel, also die Größe des abgebildeten Bildausschnitts. Als grobe Zusammenfassung kann man sagen: je kleiner die Brennweite, desto größer der Sichtwinkel und desto geringer die Vergrößerung und je größer die Brennweite, desto kleiner der Sichtwinkel und gesto höher die Vergrößerung.
Durch die unterschiedlichen Größen der Kamerasensoren, ergeben sich jedoch über den Crop-Faktor unterschiedliche Vergrößerungen, die von der optischen Vergrößerung des Objektivs abweichen. Angaben zur Brennweite werden in der regel für die Sensorgröße gemacht, für die ein Objektiv konstruiert wurde. Benutzt man das Objektiv mit einem Kleineren Sensor, so muss man diesen Crop-Faktor in die Berechnung mit einbeziehen. Bei der Berwendung von Größeren Sensoren ist noch vie mehr zu berücksichtigen. Das würde den hiesigen Rahmen sprengen. Auf Nachfrage kann ich gerne einen Artikel dazu schreiben.
Berechnung der Brennweite
Für eine optimale Aufbahme, ist die Wahl der optimalen Brennweite für ein Motiv ist keine Geschmackssache, sonder eine reines Rechnen. Ist f die Brennweite, g die Gegenstandsweite und b die Bildweite, dann lässt sich die zum erstellen eines optimalen Bildes nötige Brennweite berechnen wie folgt.
1 f = 1 b + 1 g also 1 Brennweite = 1 Bildweite + 1 Gegenstandsweite {1} over {f} = {1} over {b} + {1} over {g} nospace ~ ~ ~ also ~ ~ ~ {1} over {Brennweite} = {1} over {Bildweite} + {1} over {Gegenstandsweite}
Diese Gleichung muss man dann nur noch nach der Brennweite auflösen
f = 1 1 b + 1 g = 1 g b × g + b b × g = 1 b + g b × g = b × g b + g f= frac {1} { {frac {1} {b}} + {frac {1} {g}} } = frac {1} { {frac {g} {b times g}} + { frac {b} {b times g} } } = frac {1} { frac {b+g} {b times g} } = frac {b times g} {b + g}
Im ersten Schritt, bilden wir auf beiden Seiten der Gleichung den Kehrwert, womit die Brennweite allein auf der linken Seite der Gleichung steht. Anschließend erweitern wir die zwei Brüche im Nenner, um die addieren zu können. Im dritten Schritt fassen wir die beiden Brüche im Nenner zu einem zusammen indem wir sie addieren. Der vierte Schritt is einfach. Die Zahl 1 Geteilt durch einen Bruch ergibt genau den Kehrwert dieses Bruches. Der Bruch steht also auf der Rechten alleine und Zähler und Nenner sind vertauscht.
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Blende & Tiefenschärfe
Diese beiden Begriffe erkläre ich hier in einem Abschnitt, weil sie - und auch der Begriff "Bokeh" - direkt miteinander zusammenhängen. Zuerst zur Blende (Apertur). Diese wird duch die Blendenzahl ausgedrückt. Sie ist nichts Anderes als der Quotient zwischen der Bildweite (dem Abstand zwischen der Hauptebene des Objektivs und der Bildebene) und der Größe der Blendenöffnung. Da hier die Blendenöffnung im Nenner steht ist die Blendenzahl als Kerhwert zu verstehen. Das heist, je größer die Blendenzahl, desto kleiner die Blendenöffnung und umgekehrt. Abbildung 4 hier unten veranschaulicht das. Da sowohl die Bildweite als auch die Blendenöffnung in der gleichen Einheit angegeben werden, wird (wie in der Physik üblich) auch diese heraus gekürzt. Daher redet man von der Blendenzahl.
Abb. 4 - Blendenzahl
Angaben auf einem Objektiv
Abb. 5 - Angaben auf einem Objektiv
Abb. 6 - Tiefenschärfe - © Robert Diawara
Die Blendenzahl wird mit dem Buchstaben "f" abgekürzt. Vor dem Blendenwert steht daher immer der Buchstabe "f" z.B. f2,8 oder f1,8 . Bei manchen Kameramodellen wird noch der Schrägstrich dazu geschrieben, so dass die Angaben aussehen wie folgt: f/2,8 oder f/1,8. Als Anfänger in der Fotografie, sollte man aufpassen, sich nicht verwirren lassen und sich merken, dass eine kleine Blendezahl immer eine große Blendenöffnung bedeutet und eine große Blendenzahl immer eine kleine Blendenöffnung. Redet man also von Abblenden, so bedeutet das ein Erhöhen der Blendenzahl.

Bei Objektiven, sehen die Angaben etwas anders aus als bei Kameras. Dort sind die Minimalbrennweite und die Maximalbrennweite angegeben. Daneben werden die bei der Minimalblende größtmögliche Blende und die bei Maximalbrennweite größtmögliche Blende angegeben. Das beruht auf der Tatsache, dass sich bei den meisten Objektiven mit der Brennweite auch die maximal mögliche Blendenöffnung ändert. Bei einigen hochwertigeren Objektiven ist das nicht so. In Abbildung 5 hier rechts, kann man ein Beispiel sehen. Das Objektiv ist beschriftet mit "AF-P NIKKOR 10-20mm 1:4,5-5,6G". Entscheiden ist hier die Zeichenfolge "10-20mm 1:4,5-5,6" Der Rest sind Herstellerspezifische Bezeichnungen von Nikon. Diese bedeutet, dass das Oblektiv eine Brennweite von 10 bis 20 Millimeter hat. Die maximale Blende bei 10mm Brennweite beträgt 4,5 und die maximale Blende bei 20mm Brennweite beträgt 5,6.
Zusammenhang zwischen Blende und Tiefenschärfe
Zuers einmal die Klärung des Begriffs. Was ist Tiefenschärfe? Bei der Erklärung zum Fokus habe ich bereits erläutert, dass Fokussieren bedeutet, dass man den Gegenstand, den man fotografieren möchte und der sich in einem bestimmten Abstand zur Kamera befindet, scharf stellt. Auch haben wir geklärt, dass die Ebene, auf der sich der Gegenstand befindet, als Schärfeebene bezeichnet wird. Die Tiefenschärfe ist nun das Maß in dem die Schärfe der Gegenstände auf dem Bild mit dem Abstand zur Schärfeebene abnimmt. Nimmt die Schärfe mit zunehmndem Abstand zur Schärfeebene schnell ab, redet man von einer geringen Tiefenschärfe. Nimmt die Abbildungsschärfe mit zunehmendem Abstand zur Schärfeebene nur langsam oder gar nicht ab, redet man von einer hohen Tiefenschärfe.
Die Blende und die tiefenschärfe hängen nun dahingehend zusammen, dass die Tiefenschärfe mit abnehmender Blende - also steigender Blendenzahl - zunimmt. Die Blende ist also da um sowohl den Licheinfall auf den Sensor oder den Film als auch die Tiefenschärfe zu beeinflussen. An Abbildung 7 und Abbildung 8 kann man das ganz gut sehen. Abbildung 7 habe ich mit einer Blende von f=2,8 aufgenommen. Bei Abblidung 8 Sieht man einen wesentlich schärferen Hintergrund da ich diese mit einer Blende von f=16 aufgenommen habe.

Was erwünscht ist, eine niedrige oder eine hohe Tiefenschärfe, hängt jedoch stark vom Motiv ab, das man abbilden möchte. Eine hohe Tiefenschärfe ist nicht immer von Nachteil aber auch nicht immer von Vorteil. In der Landschftsfotografie zum Beispiel, möchte man alles scharf abgebildet haben, weshalb amn da oft mit kleineren Blendenwerten arbeitet. Möchte man jedoch ein Porträt fotografieren, so ist ein unscharfer Hintergund erwünscht, um die zu porträtierende Person hervorzuheben. Dieser Effekt ist auch hier bei den beiden Abbildungen zu beobachten. In Abbildung 7 bewirkt der unschärfere Hintergrund, dass der Zweig stärker hervorgehoben ist. Er sticht aus dem Bild heraus.

In manchen Situationen, wie in der Makrofotografie stellt die Tiefenschärfe eine Herausforderung dar. In der Makrofotografie wird Tiefenschärfe nämlich meistens bnötigt, bewegt sich dort jedoch im Millimeterbereich. Es kann einem passieren, dass der Kopf eines Insekts scharf abgebildet wird, und die Flügel nicht mehr. Das heisst eine Bewegung der Kamera um ein paar Millimeter nach vorne oder zurück bewirkt schon eine enorme Änderung bei der Schärfe des abzubildenden Objekts. Versucht man die durch ein zu starkes schließen der Blende zu kompensieren, dann fehlt einem Licht und die Bilder sind unterbelichtet oder die Belichtungszeiten werden zu lang (mit allen Konsequenzen). Hierzu folgt irgendwann noch ein getrennter Artikel. Ein Abhandeln der gesamten Thematik würde den Rahmen dieses Artikels sprengen.
Abb. 7 - Offenblende (f2,8) - © Robert Diawara
Abb. 8 - Kleine Blende(f16) - © Robert Diawara
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Lichtstärke
Die Lichttärke eines Objektivs ist rechr einfach erklärt. Das ist nämlich die maximal mögliche Blendenöffnung bei den Jeweils unterschiedlichen Brennweiten des Objektivs. Details, und auch wie die diesbezügliche Beschriftung auf den Objektiven ist, habe ich hier oben im Abschnitt über die Blende erklärt.
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Cropfaktor
Vor allem, wenn man an Kameras mit unterschieldichen Sensorgrößen, die gleichen Objektive benutzt, sollte man diesen Begriff kennen. Aber auch bei viele Bridge- und Konpaktkameras spielt der Cropfaktor eine Rolle, da diese Kameras einen Großteil der Vergößerung, die sie bieten, nicht rein Optisch erzeugen, sondern eben über den Cropfaktor.

Ein 21 Megapixel Sensor Hätte eine Auflösung von 5120 * 4096 Pixel, was eine Abbildung hier nicht nur etwas erschweren würde. Daher habe ich, um das Ganze übersichtlicher zu gestalten, einen Sensor mit einer Auflösung von 600 Pixel (30px * 20px) angenommen. Stellt euch dann das Ganze einfach nur mit mehr. Pixeln vor.
Abb. 9. - Crop Faktor
Hier gehen wir also davon aus, dass die selbe Optik benutzt wird und sich auf der Bildebene ein Sensor - sowohl bei der Cop-Kamera (links) als auch bei der Kleinbildkamera (rechts) - mit einer Auflösung von 30*20 Pixel befindet. Da in beiden Fällen eine identische Optik verwendet wird, is das auf die Bildebene projizierte Bild gleich groß und Identisch. Bedingt durch die kleineren Ausmaße des Sensors der Crop-Kamera (links), wird jedoch nur ein kleinerer Ausschnitt des von der Optik abgebildeten Motivs für das Foto aufgenommen (Schritt 2). Beide Sensoren haben jedoch die gleiche Anzahl an Pixeln. Die kleinere Größe des Sensors der Crop-Kamera sorgt lediglich dafür, dass die einzelnen Pixel kleiner und dichter angeordnet sind. Da für die Größe des fertigen Bildes die Anzahl von Pixeln maßgebend ist, ist das Endergebnis auf beiden Seiten - sowohl für die Crop-Kamera als auch für die Kleinbildkamera - ein Foto von identischer Größe. Bei der Crop-Kamera ist daher nun der durch die geringere Sensorgröße kleinere Auschnitt aus Schritt2 in der gleichen Größe abgebildet.

Dadurch entsteht eine zusätzliche Vergrößerung des Motivs, die nicht auf optischem Weg entsteht, sondern sich aus dem Größenunterschied des Sensors der Crop-Kamera zum Sensor der Kleinbildkamera ergibt. Das Verhältnis zwische den Größen ergibt einen Faktor den man mit der Brennweite multiplizieren muss, um die effektive Brennweite und die damit verbundene tatsächliche Vergrößerung des Motivs zu erhalten. Dieser Faktor wird Crop-Faktor genannt.

Für Nikon Kameras mit Sensoren im DX-Format beträgt dieser zum Beispiel 1,4. Is mein Objektiv also ein Vollformatobjektiv und hat z.B. eine Brennweite von 50mm, dann muss ich diese mal 1,4 nehmen, was eine effektive Brennweite von 70mm ergibt. Das kann bei Tele-Aufnahmen von Vorteil sein, ist aber im Weitwinkelbereich eher unerwünscht. Die APS-C Sensoren in Canon-Kameras haben einen Crop-Faktor von 1,5, sind also etwas kleiner als die DX-Sensoren in den Nikon-Kameras.

Bei vielen kompakt- und Bridgekameras, sind enorme Brennweiten und Vergrößerungsfaktoren angegeben. Diese werden natürlich nicht auf rein optischem Wege erreicht sondern über den Crop-Faktor, da hier sehr oft - sogar meistens - kleinere Sensoren eingesetzt werden.

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Chromatische Aberration
Aus dem Physikunterricht in der Schule dürfte allgemein bekannt sein, wie ein Prisma funktioniert (siehe Abb 10). Das natürliche Licht setzt sich aus allen Farben (die nichts Anderes als die unterschiedlichen Wellenlängen sind) des Lichts zusammen. Diese unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts werden voneindander getrennt, wenn das Licht das Prisma durchquert. Das ist dadurch bedingt, dass die unterschiedlichen Wellenlängen des Lichts unterschiedlich gebrochen werden und in Folge dessen in unterdchiedlichen Winkeln aus dem Prisma wieder austreten.

Wenn wir und nun eine Linse anschauen, sehen wir, das Teile der Linse (der äußere Rand z.B.) ähnlich geformt sind, wie ein Prisma. Auch beruht ja das Funktionsprinzip einer Linse auf der Brechung des Lichts. Also tritt der hier oben beschriebene Effekt auch bei Linsen auf, was aber an dieser Stelle nicht erwünscht ist. Dadurch entstehen von Farbfehlern in den Randbereichen die sich durch grüne rote und blaue Farbsäume an den Übergängen von Hell nach Dunkel manifestieren. Den Effekt bezeichnet man bei Linsen und Objektiven als Chromatische Aberration.

Eine Möglichkeit des Verhinderns der Chromatischen Aberration bei Linsen, ist der Einsatz von Gläsern mit unterschiedlichen Brechungsindizes, wodurch die Fehler korrigiert werden können. Auch ein Abblendes des Objektivs hilft bei der Reduzierung der Farbfehler. Bei Digitalkameras lassen sich Farbfehler auch per Bildbearbeitung korrigieren.
Abb. 10 - Prisma
Chromatische Abberation
Abb. 11 - Chromatische Abberation an einer Konvexlise
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Naheinstellgrenze
Hier oben bei der Erklärung zum Fokus, habe ich erklärt, dass fokussieren bedeutet, Motive die sich in einer bestimmten Distanz zur Sensoreben der Kamera befinden scharf zu stellen. Einen Aspekt habe ich aber dabei noch nicht erwähnt. Es darf nämlich dabei eine Mindestdistanz zwischen der Kamera und der Schärfeebene nicht unterschritten werden. Unterschreutet man diese Distanz, kann die Kamera nicht mehr fokussieren. Auch manuell lässt sich das nicht bewerkstelligen. Diese Distanz nennt man Mindesteinstelldistanz oder Naheinstellgrenze (i.d.R.von der Sensorebene aus gemessen, nicht vom Ende des Objektivs). Eine geringe Mindesteinstelldistanz ist etwas, was vorallem Makroobjektive benötigen und woduch sie sich abheben. In der Makrofotografie muß man schließlich sehr nah an des Motiv heran. Mein Makroobjektiv hat zum Beispiel eine Naheinstellgrenze von 31,2cm ab der Sensorebene gemessen, das Teleobjektiv dagegen eine Naheinstellgrenze von 150cm, woran man die unterschiedlichen Verwendungszwecke sieht.
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ISO-Wert
Beim ISO-Wert handelt es sich um die Lichtempfindlichkeit des Kameraasensors, die sich auch verstellen lässt. Das gin früher bei Analogkameras mit Film zwar auch, aber nicht ganz so einfach. Der ISO-Wert war nämlich eine Eigenschaft des Films den man eingelegt hatte. Wollte man mineinem anderen ISO-Wert fotografieren, musste man also gleich den gesamten Film wechseln. Anders ging das nicht.

Was jedoch identisch ist sind die Auswirkungen einer Erhöhung des ISO-Wertes bei Analog- und Digitalkameras. Nämlich Bildrauschen. Bei Digitalkameras entshteht Bildrauschen durch Pixelfehler, die bei schlechten Lichtverhältnissen und höheren Sensorempfindlichkeiten entstehen. Bei kleineren Sensoren mit einer höheren Pixeldichte steigt dieses Risiko in den Grenzbereichen selbstverständlich.

Falls Ihr dazu noch mehr wissen wollt, könnt ihr mir ja unten in den Kommentaren Bescheid geben. Ich werde dann einen Artikel darüber auf meine Agenda setzen.

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